S7-1200与数显巡检仪通过485MODBUS通讯应用于水温控制系统

前言-背景介绍

工业炉都有使用冷却水，对水温水量都有要求，而热处理设备对水温的要求相当严格，因为水温不光是冷却效率和资源问题，对产品质量也有直接影响。感应加热相关设备均离不开水的冷却，对水温水路的管理也是热处理，雾化制粉，熔炼，铸造，锻造这些车间的重点。

随着数字化转型升级的逐步推进，新设备的供应制作，客户基本都会要求PLC控制,实时监控，小型DCS系统也是常有的需求。

而MODBUS是工业通讯当中使用非常频繁的协议，非常多的智能仪表都是通过485MODBUS协议进行通讯。而485通讯协议有多种，我们以实例说明S7-1200PLC与巡检仪485通讯。

硬件介绍

SIMATIC S7-1200是个人应用非常多的一款紧凑型PLC，对于单机自动化而言可以完美解决应用需求，扩展强大，开关量模拟量点数扩展方便，可以进行不同程度的逻辑控制，与PC,HMI通讯多样，自带网络通讯串口，响应时间快捷，可方便应用于不同控制系统，运动控制，过程控制均能胜任。

S7-1200通过安装CM1241 RS485通讯模块或者SB1241 RS485通讯板进行MODBUS-RTU通讯需要，我们以博图软件组态CM1241为例，组合图示如下，如果通讯时有特殊要求需要特殊字符时，无校验时，以任意字符开始。

数显巡检仪的需求让市面充斥不同水准的巡检仪，应用精度，使用时间，以及控制要求对采购都是有要求。

同时检测通道数量，是否有统一报警输出，独立报警，模拟量输出，通讯协议，是否自带隔离，检测信号输入品类都是需要确定的。

最终选型为多种输入自定义设定，可连接PT100,WRE526等温度检测，也可以直接4-20毫安输入信号检测。

水温控制系统需求分析

整个水温控制系统而言，我们需要知道的数据有很多种，液位，温度，压力，流量各种都是需要计量与存档的，

循环沉淀水池是必须有的，毕竟不是所有设备，所有的散热部件都能使用纯水，那么液位计是需要的，液位计有很多种，主要作用是控制补水口补水量，很多厂家会使用浮球进行补水控制，当我们设备管道和罐体与水池存在一定落差时，运行时，水池水会短时间下降很厉害，补水阀会不断补水，当设备停机时，管道及罐体，设备内部水回流，会从溢水口流出，会造成资源浪费。

我们可以通过液位计，储水池体积，运行设备需求水量，计算得出升降水位，通过实时液位控制，低于一定值进行补水，补水阀门通过最高上限+设备运行用水不超过溢水口为佳。

感应加热设备循环水多有软管连接，使用抱箍进行软管紧固，如果水压过高会将软管冲出，水压过低达不到冷却效果，会对设备产生影响，以前的设备水压管理，多为电接点压力表，需要到现场查看实时压力，会通过设置上下限输出信号。采用压力传感器可以在控制室实时监控压力数据。传感器分带数显和不带数显两种，个人习惯如果客户要求不带数显，那么会建议同位置安装机械表一块。

温度传感器分为很多种，CU50,PT100, W-Re5/26都是常用品类，而中频设备的水路有很多，如果都采用直连，数据进PLC，那么数据转换会影响运行速度，模块价格也会觉得成本奇高，我们可以采用数显巡检仪来进行数据采集，通过485通讯读取实时数据，虽然巡检仪的显示是间隔，数据采集与转换是同时，所以通过485可以将压力，温度，液位都读取出来，并可上传上位机，进行数据记录与保存。

S7-1200程序编写

S7-1200程序编写有两个软件可以使用，个人习惯使用博图，毕竟是综合平台，与屏幕组态相对简单一点，而且多PLC运控系统可以直接组态编写通讯，非常方便。

在博图当中S7-1200有两种MODBUS协议，MODBUS(RTU)应用于西门子自身通讯板，其他仪表，设备，PLC，组态系统，PC485通讯都是使用MODBUS协议，这个是需要注意的地方。

我们在进行MODBUS协议程序编写时，需要先添加背景数据块，这个很重要，需要用到的是绝对地址，那么我们在新建全局DB数据块之后，需要设置属性，取消属性默认选项：优化的块访问。

在数据块建立数据地址需要注意的一点是数据类型，读取到的数据是通过MB_MASTER_DB写入数据地址，上图当中示例读取数据地址范围0.0-20.0,10个Word数据，读取数据多于这个范围程序是完不成的，所以在编写时，需要知道读取的数据类型，数据数量。

文中图例为一个复合项目内容，各取部分说明MODBUS应用。名称会有一些不同，讲解会有说明。“数据块_1”.“ADD12”与“数据块_1”.“SWXJWH”等同，只是不同MODBUS协议地址名称。

前文有说到通讯处理MODBUS方面有两种，图示能很直观看到，我们选择的是不带RTU的通讯。

MB_COMM_LOAD_DB应用于组态通讯口，一般OB100调用一次即可，图示通讯组态的为第一块1241RS422/485通讯模块，一般默认为269地址。

通讯协议参数一定要与通讯设置相同，19200，无校验。通讯地址和通讯功能设置为MB_MASTER_DB定义。

MB_MASTER_DB可以自定义名称，也可以直接默认名称，图示定义通讯数据：ADDR为11，这个一定要与仪表一致。功能设置0，读取从40001开始16个数据。

我们可以参考下图程序示例，485通讯写入ZP2SW（与上图SWXJWH相同），传送数据，这个步骤是个人习惯问题，包括转换都是个人喜好和编程习惯，有些数据需要小数点，精度要求高，会在检测时放大10倍或者百倍进行检测，在程序中再进行计算。

数显巡检仪接线图示

巡检仪也是也是智能仪表的一种，可以多通道，多品类检测，对应的数据连线也会不一样，下图当中示例仪表外壳显示是两种仪表，但是接线是一致的，我们用到比较多的为热电阻，热电偶，模拟量输入电流电压几种。

热电偶TC和PT100是应用非常广的一种，而PT100应用于水温，油温，气体温度等不同环节，-200-420的区间范围可以检测很多环节，所以接线是一定需要知道的。

液位传感器，压力变送器在循环水系统是应用非常多的，多为二线制接线，与PLC直接输入接线也是基本相同，DC24V+输入变送器A，变送器输出连接PLC或者智能仪表输入+，负极与DC24V0V相连接。

总结：

多回路巡检仪的应用，无需增加PLC硬件模块的基础上，可以增加压力，温度，流量，液位的检测，对数字化转型的成本投入相对降低，多通道检测故障率高，关键数据点，预警系统检测点，多点同时检测，对设备运维提供极大帮助，可以预警故障发生，减少停机时间。

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